CN202398279U

CN202398279U - 用于电厂锅炉的脱硫设备

Info

Publication number: CN202398279U
Application number: CN2011204184735U
Authority: CN
Inventors: 任振伟
Original assignee: QINGDAO TIANLAN ENVIRONMENT ENGINEERING CO LTD
Current assignee: Qingdao Tianlan Environment Co., Ltd.
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2021-10-26

Abstract

本实用新型涉及对电厂锅炉排出的烟气进行湿法脱硫的技术，旨在解决矿井水石灰预处理产生的废浆液如何处理的问题和湿法脱硫吸收剂的来源问题。为此目的，本实用新型提供一种用于电厂锅炉的脱硫设备，该脱硫设备包括进行脱硫反应的脱硫吸收塔、输送锅炉烟气的进气风机、供应脱硫吸收剂的脱硫吸收剂供给装置、除雾器以及排烟通道，该脱硫设备还包括辅助供给装置，该辅助供给装置连接到脱硫吸收剂供给装置的上游，用于将矿井水石灰预处理产生的废浆液输送到脱硫吸收剂供给装置。本实用新型的脱硫设备能够有效地直接利用矿井水石灰处理系统产生的废浆液作为脱硫吸收剂，而无需进行脱水操作，并且大幅节省了湿法脱硫工艺中的石灰石用量。

Description

用于电厂锅炉的脱硫设备

技术领域

本发明涉及对电厂锅炉排出的烟气进行湿法脱硫的技术，更具体地涉及用于对电厂锅炉排出的烟气进行脱硫的设备。

背景技术

矿井水可以用作发电厂的循环补充水和锅炉补给水的水源。在将矿井水用作发电厂的水源之前，需要进行预处理，以使其符合发电厂对循环补充水和锅炉补给水在水质方面的要求。

根据电厂循环补充水和锅炉补给水的运行工况，综合考虑矿井水的复杂性和备用水源的水质，循环水可采用适应性很强的石灰处理工艺。采用石灰处理工艺可以有效去除水中的碳酸盐硬度、SiO₂等，同时可大幅降低水中的悬浮物、磷、浊度等，对COD、NH₃-N等有害成份也有一定的去除效果。

本领域技术人员已知的是，矿井水石灰处理的工艺流程如下：首先，矿井水被添加杀菌剂次氯酸钠之后，直接进入压力混合器，在压力混合器中添加凝聚剂(聚合硫酸铁)和助凝剂(PAM溶液)，压力混合器出水进入机械加速澄清池，在澄清池中添加石灰乳，实施软化、絮凝澄清过程。澄清池出水的PH值等于10.1～10.5，浊度小于15mg/L。澄清池出水经过汽水分离器实现汽水分离后，进入单室单层的过滤器，在过滤器中实现过滤过程，过滤器的出水浊度小于2mg/L。过滤器的出水进入压力混合器中，添加硫酸调节PH等于7.5～8.5。压力混合器出水进入软水池中，软水池的出水最后用作循环补充水和锅炉补给水的水源。

澄清池的污泥输送至泥浆池，再通过排泥输送泵输送至连续式浓缩池进行浓缩，浓缩后的泥浆由排泥泵输送至离心式脱水机，经脱水处理后的泥饼外运。其中进料污泥浓度为2～5％，脱水处理后的泥饼的基本性质为：PH等于10.1～10.5、密度1.06～1.09g/cm³、含固量11.1～13.2％、酸不溶物21.3～27.5％、碳酸钙57.6～60.2％和碳酸镁4.5～5.2％。

如上所述，为了解决矿井水石灰处理系统产生的泥浆(废浆液)问题，需要设置脱水机对其进行脱水操作，从而会消耗相当大量的电能，并且脱水处理后的泥饼外运也会给电厂造成一定的经济负担。因此，需要一种能够直接利用矿井水石灰处理系统产生的泥浆(废浆液)的系统，从而省却脱水和泥饼外运的工序，进而降低电厂生产成本，提高经济效益。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，即如何有效利用矿井水石灰预处理产生的废浆液以及如何提供替代的湿法脱硫吸收剂。为此目的，本发明提供一种用于电厂锅炉的脱硫设备。该脱硫设备能够有效地直接利用矿井水石灰处理系统产生的泥浆(废浆液)作为脱硫吸收剂，而无需进行脱水操作，并且大幅节省了湿法脱硫工艺中的石灰石用量。

为解决上述问题，本发明提供一种用于电厂锅炉的脱硫设备，该脱硫设备包括：脱硫吸收塔，脱硫吸收剂在所述脱硫吸收塔中与锅炉排出的烟气接触并发生反应；进气风机，其设置在所述脱硫吸收塔的上游，用于将来自锅炉的烟气抽吸到所述脱硫吸收塔中；脱硫吸收剂供给装置，其连接到所述脱硫吸收塔并且包括用于向所述脱硫吸收塔内喷射脱硫吸收剂的喷淋管组，所述喷淋管组以使脱硫吸收剂与烟气逆向接触的方式喷射脱硫吸收剂；除雾器，其设置在所述脱硫吸收塔的出口处，用于除去脱硫之后的烟气中夹带的液滴；排烟通道，其设置在所述除雾器的下游，用于将除雾之后的烟气排入大气中，所述脱硫设备的特征在于还包括辅助供给装置，所述辅助供给装置连接到所述脱硫吸收剂供给装置的上游，用于将矿井水石灰预处理产生的废浆液输送到所述脱硫吸收剂供给装置中。相应地，由于本发明的脱硫设备包括上述脱硫吸收剂辅助供给装置，最终喷入脱硫吸收塔内的脱硫吸收剂将包含一定比例的矿井水石灰预处理产生的废浆液，这使得本发明的脱硫设备能够有效地直接利用矿井水石灰处理系统产生的废浆液，而无需对其进行脱水操作，从而大幅节省了湿法脱硫工艺中的石灰石用量，并且节省了污泥脱水和泥饼外运的相关工序和成本。

在优选实施方式中，所述脱硫设备还包括预处理装置，所述预处理装置用于在将所述废浆液输送到所述脱硫吸收剂供给装置之前对所述废浆液进行处理，以除去其中阻碍脱硫反应的物质。

在优选实施方式中，所述脱硫设备还包括设置在所述进气风机与所述脱硫吸收塔之间的烟气换热器，其中锅炉排出的烟气在进入所述脱硫吸收塔之前流经所述烟气换热器的降温侧，并在进入所述排烟通道之前流经所述烟气换热器的升温侧。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本领域技术人员将能更充分地理解本发明，附图中：

图1是根据本发明的用于电厂锅炉的脱硫设备的示意图；

图2是根据本发明的脱硫吸收剂辅助供给系统的示意图。

具体实施方式

湿法脱硫技术是用含有脱硫吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物。该技术具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点。首先参见图1，该图示出了根据本发明的用于电厂锅炉的脱硫设备，该脱硫设备用于湿法脱硫工艺，更具体地说是用于石灰石/石膏脱硫工艺。石灰石/石膏脱硫工艺是湿法脱硫工艺的一种，即以石灰石为脱硫吸收剂而脱硫之后的最终副产品为石膏的湿法脱硫工艺。

石灰石/石膏脱硫工艺主要包括下列反应：

吸收：SO₂(g)+H₂O→H₂SO3→H+HSO_3-→H+SO₃ ^2-；

溶解：CaCO₃(S)+H→Ca₂+HSO_3-；

中和：HCO_3-+H→CO₂(g)+H₂O；

氧化：HSO_3-+1/2O₂→H+SO₃ ^2-；SO₃ ^2-+1/2O₂→SO₄ ^2-；

结晶：Ca₂+SO₃ ^2-+1/2H₂O→CaSO₃·1/2H₂O(s)；Ca₂+SO₄ ^2-+2H₂O→CaSO₄·2H₂O(s)。

继续参见图1，图中的附图标记与相关部件的对应关系如下：1脱硫吸收塔；2浆液循环泵；3增压风机；4氧化风机；5石灰石筒仓；6石灰石浆液箱；7石灰石浆液泵；8吸收塔浆液排出泵；9石膏旋流器；10真空皮带脱水机；11真空泵；12气液分离器；13滤液水泵；14滤液水箱；15滤液泵；16废水旋流器；17净烟气；18工艺水；19原烟气；20空气；21石灰石粉；22工业水；23副产品石膏；24排气；25废水。

如图1所示，由进气风机来的烟气19通过增压风机3后进入回转式烟气-烟气换热器，在回转式换热器内经过降温侧降温以后，烟气进入吸收塔1的反应区，烟气向上通过吸收塔1，从吸收塔1内的喷淋管组喷出的浆液液滴与上升的烟气逆流接触，发生传热、传质和吸收反应，以脱除烟气中的SO₂、SO₃以及HCl、HF，烟气中的烟尘大部分也被洗涤下来，烟气中的SO₂被塔内循环喷出的石灰石、石膏浆液吸收，生成的亚硫酸钙。吸收塔浆池中的PH值通过经由石灰石浆液泵7加入的石灰石浆液量来控制，PH值维持在大约5.0～6.0。脱硫之后的烟气流经除雾器以去除烟气中夹带的液滴，然后从顶部离开吸收塔(如净烟气17所示)，接着进入换热器的升温侧升温至80℃以上(未图示)，经烟道由烟囱排入大气。

吸收塔浆池中生成的亚硫酸钙与氧化风机4鼓入的空气20进行氧化反应，生成硫酸钙并结晶生成二水石膏。吸收塔浆池中的石灰石/石膏浆液由循环泵2送至浆液喷淋系统的喷淋管组，循环洗涤烟气。SO₂和SO₃与浆液中的石灰石反应，生成亚硫酸钙和硫酸钙。在吸收塔浆池中鼓入空气将生成的亚硫酸钙氧化成硫酸钙，硫酸钙结晶生成石膏(CaSO₄.2H₂O)浆液。

石膏浆液被送至脱水系统进行两级脱水。第一级脱水采用石膏旋流器9将石膏浆液浓度从20％左右浓缩至40％-60％，然后进入真空皮带脱水机10进行脱水，最后得到游离水含量小于10％的副产品石膏23输送至石膏库。

石灰石(粒径≤20mm)由皮带称重给料机送入石灰石湿式磨机，研磨后的石灰石进入磨机浆液循环箱，经磨机浆液循环泵送入石灰石旋流器，合格的石灰石浆液自旋流器溢流口流入石灰石浆液箱6，浆液箱6中的石灰石浆液为粒径≤0.044mm(325目90％通过)、30％浓度的悬浮浆液。为了使石灰石浆液混合均匀、防止沉淀，可在石灰石浆液箱6内装设浆液搅拌器。

上述矿井水石灰处理工艺和烟气脱硫工艺分属不同的技术领域，在这两种工艺之间的边缘领域，对矿井水石灰处理的废浆液进行品质论证和质量控制之后，使其满足烟气脱硫对石灰石浆液在活性、脱硫效率和脱硫系统的腐蚀磨损等各方面的要求，通过输送系统输送至石灰石浆液箱，从而作为湿法脱硫工艺的脱硫吸收剂使用。

上述矿井水石灰处理工艺是利用石灰粉末中的主要成分CaO与生水中的HCO₃-反应，以除去生水中的暂时硬度，生成CaCO₃沉淀。同时，水中的Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺等也生成沉淀，与CaCO₃一起被浓缩成废浆液。由于该废浆液中的石灰石含量可达80％以上，因此可直接将该废浆液用作湿法脱硫工艺的脱硫吸收剂，从而省却脱水和泥饼外运操作。

然后参见图2，该图示出了根据本发明的脱硫吸收剂辅助供给系统的示意图，图中的附图标记与相关部件或操作步骤的对应关系如下：101管道冲洗泵；102冲洗管道；103手动蝶阀；104手动止回阀；105废浆液输送管道；106异径管接头；107废浆液输送泵；108污水泵；109矿井水处理系统废浆液浓缩池；110污水池；111脱硫系统石灰石浆液箱(等同于图1中的浆液箱6)。如图2所示，矿井水处理系统产生的废浆液作为湿法脱硫吸收剂是将连续式浓缩池浓缩污泥PH＝10.1～10.5、浓度2～5％的废浆液由废浆液输送泵107(或称为辅助供给装置)输送至石灰石/石膏脱硫系统的石灰石浆液箱111、6(或称为脱硫吸收剂储存装置)。系统的主要配置有：废浆液输送系统2套、浆液管路冲洗、排水和排气系统和喷嘴吹扫系统各1套。主要设备有：管道冲洗泵1台、污水泵1台、电控设备、管道和阀门等。浆液输送总管路例如可设计为Φ108mm(取决于输送距离)的不锈钢管，整个输送管路应设有冲洗管路和冲洗排放系统。

矿井水石灰处理系统产生的废浆液作为脱硫吸收剂，可大幅减少脱硫系统的石灰石耗用量，同时减少制浆系统的投运率，降低脱硫厂的用电耗电量；并减少矿井水所产生的污泥排放量，同时大幅降低矿井水脱水机运行时间，减少矿井水处理的电耗，进而达到节能环保降低发电成本的目的。

以电厂2×600MW机组脱硫系统为例，一般设计满负荷工况下的石灰石消耗量约为17t/h，若负荷率在70％时石灰石消耗量约为12t/h。矿井水石灰处理系统的排泥量约为6t/h，其中的石灰石含量为80％以上，利用矿井水石灰处理系统产生的废浆液作为脱硫吸收剂将减少石灰石耗用量约40％，而且系统改造简单、方便，降低脱硫制浆系统电耗约40％，解决脱硫厂耗电高和设备损耗大的问题。降低矿井水处理脱水系统电耗90％，基本上可以实现零排泥外运，减少灰场占地，具有非常可观的经济效益。

尽管上面结合具体实施例描述了本发明的技术方案，然而本发明不局限于这些实施例，在不改变本发明的原理和教导的情况下，本领域技术人员能够在本发明的范围内做出多种改型和变型。

Claims

1.一种用于电厂锅炉的脱硫设备，包括：

脱硫吸收塔，脱硫吸收剂在所述脱硫吸收塔中与锅炉排出的烟气接触并发生反应；

进气风机，其设置在所述脱硫吸收塔的上游，用于将来自锅炉的烟气抽吸到所述脱硫吸收塔中；

脱硫吸收剂供给装置，其连接到所述脱硫吸收塔并且包括用于向所述脱硫吸收塔内喷射脱硫吸收剂的喷淋管组，所述喷淋管组以使脱硫吸收剂与烟气逆向接触的方式喷射脱硫吸收剂；

除雾器，其设置在所述脱硫吸收塔的出口处，用于除去脱硫之后的烟气中夹带的液滴；

排烟通道，其设置在所述除雾器的下游，用于将除雾之后的烟气排入大气中，

其特征在于，所述脱硫设备还包括辅助供给装置，所述辅助供给装置连接到所述脱硫吸收剂供给装置的上游，用于将矿井水石灰预处理产生的废浆液输送到所述脱硫吸收剂供给装置中。

2.如权利要求1所述的脱硫设备，其特征在于，所述脱硫设备还包括预处理装置，所述预处理装置用于在将所述废浆液输送到所述脱硫吸收剂供给装置之前对所述废浆液进行处理，以除去其中阻碍脱硫反应的物质。

3.如权利要求1所述的脱硫设备，其特征在于，所述脱硫设备还包括设置在所述进气风机与所述脱硫吸收塔之间的烟气换热器，其中锅炉排出的烟气在进入所述脱硫吸收塔之前流经所述烟气换热器的降温侧，并在进入所述排烟通道之前流经所述烟气换热器的升温侧。